Jisim zarah kerelatifan

Pada tahun 1905, Albert Einstein menerbitkan teori relativiti, yang sedikit mengubah idea sains di dunia. Berdasarkan andaian beliau rumus jisim kerelatifan telah diperolehi.

teori khas relativiti

Seluruh intipati terletak pada hakikat bahawa dalam sistem bergerak relatif kepada satu sama lain, sekiranya salah beberapa proses dilakukan dengan cara yang berbeza. Secara khusus, ia dinyatakan, sebagai contoh, peningkatan dalam berat badan dengan meningkatkan kelajuan. Jika halaju gerakan sistem adalah lebih kurang daripada halaju cahaya (υ << c = 3 × 10 ^8), perubahan ini hampir tidak ketara, kerana mereka akan cenderung kepada sifar. Walau bagaimanapun, jika kelajuan kenderaan berhampiran dengan kelajuan cahaya (contohnya, bersamaan dengan satu per sepuluh daripadanya), maka faktor-faktor seperti berat badan, panjang dan masa apa-apa perubahan proses. Dengan bantuan formula berikut boleh mengira nilai-nilai ini dalam bingkai bergerak rujukan, termasuk - jisim zarah kerelatifan.

Di mana l _0, m ₀ dan t ₀ - panjang badan, jisim dan proses dalam sistem bergerak, dan υ - kelajuan objek.

Menurut teori Einstein, dan tak ada badan tidak dapat mencapai kelajuan yang lebih daripada kelajuan cahaya.

massa lain

Q sepanjang zarah kerelatifan massa berlaku iaitu dalam teori relativiti, apabila berat badan atau zarah mula berubah bergantung kepada kelajuan. Oleh itu, selebihnya massa dipanggil berat badan, yang terkandung dalam masa pengukuran rehat (jika tiada gerakan), iaitu halaju adalah sifar.

berat badan kerelatifan adalah salah satu parameter utama dalam keterangan gerakan.

prinsip yang hampir sama

Selepas kemunculan teori Einstein memerlukan beberapa semakan digunakan untuk beberapa abad mekanik Newton, yang tidak boleh digunakan apabila mempertimbangkan bingkai rujukan, bergerak pada kelajuan yang setanding dengan kelajuan cahaya. Oleh itu, semua ia mengambil masa untuk menukar persamaan dinamik menggunakan transformasi Lorentz - mengubah badan koordinat atau titik dan masa apabila proses peralihan antara sistem rujukan inersia. Keterangan transformasi data berdasarkan hakikat bahawa dalam setiap bingkai inersia semua undang-undang kerja fizik sama dan saksama. Oleh itu, undang-undang alam tidak berada dalam apa-apa cara bergantung kepada pilihan sistem rujukan.

Dari pekali transformasi Lorentz dan ia dinyatakan oleh mekanik asas kerelatifan, seperti yang dinyatakan di atas dan dinamakan dengan huruf α itu.

Prinsip yang hampir sama adalah cukup mudah - dia berkata bahawa mana-mana teori baru dalam mana-mana hal tertentu tertentu akan memberi keputusan yang sama seperti yang sebelumnya. Secara khusus, dalam mekanik kerelatifan ia dapat dilihat oleh fakta bahawa pada kelajuan yang jauh lebih rendah daripada kelajuan cahaya, undang-undang mekanik klasik digunakan.

zarah kerelatifan

zarah kerelatifan dipanggil zarah yang bergerak pada kelajuan yang setanding dengan kelajuan cahaya. gerakan mereka digambarkan oleh relativiti khas. Ada juga sekumpulan zarah yang kewujudannya hanya boleh dilakukan semasa memandu pada kelajuan cahaya - ini dipanggil zarah tanpa jisim atau hanya tanpa jisim, kerana sepanjang massa adalah sifar, jadi ia adalah zarah yang unik yang tidak mempunyai pilihan yang sama dalam bukan kerelatifan, mekanik klasik .

Iaitu, jisim zarah kerelatifan yang datang mungkin sifar.

Zarah boleh dipanggil kerelatifan jika tenaga kinetiknya mungkin setanding dengan tenaga yang dinyatakan oleh formula berikut.

formula ini menentukan keadaan kelajuan yang diperlukan.

Tenaga zarah juga boleh menjadi lebih daripada tenaga rehat - ini dipanggil ultrarelativistic.

Untuk menggambarkan pergerakan zarah seperti yang digunakan dalam mekanik kuantum dan kuantum umumnya teori medan untuk penerangan yang lebih luas.

penampilan

zarah seperti (kerelatifan dan ultra-kerelatifan) wujud dalam bentuk semula jadi hanya dalam sinaran kosmik, iaitu radiasi, sumber yang berada di luar sifat elektromagnet Bumi. Man, mereka dicipta secara buatan dalam pemecut khas - menggunakan mereka sebagai beberapa jenis dozen zarah telah dijumpai, dan senarai ini sentiasa dikemaskini. suasana yang seperti ini, sebagai contoh, Hadron Collider besar, iaitu di Switzerland.

Baru muncul dengan elektron β-pereputan boleh juga kadang-kadang mencapai kelajuan yang mencukupi untuk memberikan mereka kepada kelas kerelatifan. jisim elektron kerelatifan juga boleh ditemui di atas formula ini.

Konsep jisim

Berat mekanik Newtonian mempunyai beberapa sifat mengikat:

• Tarikan graviti badan timbul kerana berat badan mereka, iaitu, secara langsung bergantung padanya.
• berat badan tidak bergantung kepada pilihan sistem rujukan dan tidak berubah apabila perubahan yang.
• inersia badan yang diukur dengan beratnya.
• Jika badan disimpan dalam sistem di mana tiada proses tidak berlaku dan yang ditutup, besar-besaran akan hampir tiada perubahan (kecuali untuk pemindahan penyebaran yang dalam pepejal adalah sangat perlahan).
• jisim badan komposit terdiri daripada jisim bahagian-bahagian individu.

Prinsip kerelatifan

• prinsip Galileo relativiti.

Prinsip ini telah dirangka untuk mekanik bukan kerelatifan, dan dinyatakan seperti berikut: tidak kira sama ada sistem berada dalam keadaan rehat, atau mereka membuat sebarang pergerakan, semua proses dalam mereka meneruskan cara yang sama.

• prinsip Einstein relativiti.

Prinsip ini adalah berdasarkan kepada dua prinsip:

1. Galilea prinsip relativiti digunakan dalam kes ini. Iaitu, sesiapa sahaja yang benar-benar semua undang-undang alam bekerja dengan cara yang sama.
2. Kelajuan cahaya sentiasa dan benar-benar dalam semua bingkai rujukan adalah sama, tanpa mengira kelajuan pergerakan sumber cahaya dan skrin (penerima cahaya). Untuk membuktikan fakta ini, beberapa eksperimen, yang benar-benar mengesahkan tekaan awal.

Jisim dalam mekanik kerelatifan dan Newtonian

• Berbeza dengan mekanik Newton, dalam teori jisim kerelatifan tidak boleh menjadi ukuran jumlah bahan. Dan sesungguhnya jisim kerelatifan ini telah dipilih dengan cara yang lebih luas, meninggalkan ia mungkin untuk menjelaskan, sebagai contoh, kewujudan zarah tanpa jisim. Dalam mekanik kerelatifan, memberi tumpuan kepada tenaga dan bukannya massa - yang adalah penentu utama mana-mana badan atau zarah asas, adalah tenaga atau momentum. Impulse adalah mungkin untuk mencari formula berikut.

• Walau bagaimanapun, jisim sepanjang zarah adalah ciri yang sangat penting - nilai adalah sangat kecil dan bilangan tidak stabil, jadi sesuai untuk ukuran dengan ketepatan maksimum dan kelajuan. Tenaga rehat zarah boleh didapati dengan formula berikut.

• Begitu juga teori Newton dalam berat sistem terpencil adalah tetap, iaitu, tidak berubah dengan masa. Juga ia tidak berubah dan peralihan dari satu CO yang lain.
• Sama sekali tidak ada ukuran tekun jasad yang bergerak.
• Jisim kerelatifan badan yang bergerak tidak ditentukan oleh pengaruh daya graviti di atasnya.
• Jika berat badan adalah sama dengan sifar, ia perlu bergerak pada kelajuan cahaya. sebaliknya tidak benar - kelajuan cahaya boleh mencapai bukan sahaja zarah tanpa jisim.
• Jumlah tenaga zarah kerelatifan adalah mungkin menggunakan ungkapan berikut:

Sifat massa

Sehingga baru-baru, sains telah menganggap bahawa jisim sebarang zarah adalah disebabkan oleh sifat elektromagnet, tetapi sehingga kini ia menjadi diketahui bahawa dengan cara ini ia adalah mungkin untuk menjelaskan hanya sebahagian kecil dari itu - adalah sumbangan utama berasal dari sifat interaksi kuat, yang timbul daripada gluons. Walau bagaimanapun, kaedah ini tidak dapat dijelaskan oleh jisim zarah dozen, sifat yang masih belum dijelaskan.

peningkatan jisim kerelatifan

Hasil daripada semua teorem dan undang-undang yang dinyatakan di atas boleh dinyatakan cukup jelas, walaupun, dan proses yang menakjubkan. Jika satu tubuh bergerak relatif kepada satu sama lain dengan mana-mana kelajuan, parameter dan badan-badan di dalam, jika badan asal perubahan sistem. Sudah tentu, pada kelajuan yang rendah ia hampir tidak ketara, tetapi kesannya akan tetap ada.

Satu boleh memetik contoh mudah - satu lagi peredaran masa dalam bergerak pada 60 km / h kereta api. Maka formula berikut dikira pekali variasi parameter.

Formula ini juga dinyatakan di atas. Menggantikan semua data di dalamnya (apabila c ≈ 1 x 10 ⁹ km / h) dengan keputusan berikut:

Jelas sekali, perubahan adalah amat kecil dan tidak mengubah prestasi jam supaya ia kelihatan.